Дата постройки последнего здания: 1890-1893   см. фотографии объектов той же эпохи

Церковь известна с XV в. каменной, трёхглавой. После шведского разорения в нач. XVII в. церковь вновь отстроена в 1715-1719 в дереве и освящена 15 марта 1719 с приделами Иоанна Богослова и Андрея Первозванного. Сгорела в 1754, вновь отстроена и освящена в 1756 уже пятипрестольной, с новыми приделами Петра и Павла, Захарии и Елизаветы. В 1785-1794 церковь отстроена в камне, пятиглавой, по проекту игумена монастыря Назария (Кондратьева). Нижний храм Сергия и Германа Валаамских освящен в 1789, верхняя Преображенская церковь – в 1794. В 1858 по проекту арх. А. М. Горностаева реконструирован нижний храм. В 1886 старый собор из-за малой вместительности разобран, 30 июня 1887 заложен новый грандиозный храм по проекту арх. А. Я. Силина и Г. И. Карпова. Внутренняя отделка храма выполнена начинающим арх. Н. Д. Прокофьевым. В нижнем этаже престол Сергия и Германа Валаамских (освящен 26 июня 1892), Благовещенский придел – 14 июня 1893. 19 июня 1896 освящена верхняя Преображенская церковь. Храм расписан и украшен иконами работы иеромонаха Алипия (Константинова) с учениками. После возвращения Валаама в СССР в 1944 началось разрушение собора, в нижнем храме устроено овощехранилище. Возвращен Церкви в 1989, 25 мая 1990 вновь освящен нижний храм, 19 авг. 2005 - верхний.